腐殖酸對鄰苯二甲酸二丁酯的吸附、降解影響特征研究.pdf

1、腐殖酸廣泛分布于土壤和水體，是一類帶有羥基、羧基等多種功能基團(tuán)且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子有機(jī)物，對環(huán)境中有機(jī)、無機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化和生物活性影響較大。鄰苯二甲酸酯類化合物(Phthalicacidesters，PAEs)，又稱酞酸酯，一般為無色油狀黏稠液體。它可增加聚合物材料的延展性和柔軟度，因而常作為聚氯乙烯(PVC)、纖維素樹脂、天然橡膠和合成橡膠的增塑劑，其易于轉(zhuǎn)移至大氣、水體、土壤及生物體中。PAEs具有致畸性、致突變、致癌性，從而成為一類

2、優(yōu)先控制的持久性有機(jī)污染物。
　　 美國環(huán)保局重點(diǎn)控制的污染物名單中包含6種鄰苯二甲酸酯類化合物:鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸丁基芐基酯(BBP)與鄰苯二甲酸（2-乙基己基）酯(DEHP)。
　　 鄰苯二甲酸酯類化合物的污染已呈現(xiàn)全球化的趨勢，水環(huán)境、大氣、土壤和沉積物中均廣泛檢出，以及成為環(huán)境科學(xué)工作者關(guān)注的重要有機(jī)污染物之一

3、。研究發(fā)現(xiàn)，地表水中，一般都不同程度地含有鄰苯二甲酸酯類化合物，多國的源水、沉積物中都檢測出了PAEs。我國水環(huán)境受到鄰苯二甲酸酯污染的情況也很嚴(yán)重，多條水系都檢測出了不同程度的PAEs污染。本文選取我國土壤、水體中含量較高的，同時也是我國和美國優(yōu)先控制的典型有機(jī)污染物鄰苯二甲酸酯類化合物鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)作為研究對象，采用固相萃取—高效液相色譜法、紅外光譜法研究腐殖酸對鄰苯二甲酸二丁酯的吸附動力學(xué)特征、吸附解吸特征、pH、溫度

4、等環(huán)境條件對吸附、解吸作用的影響以及腐殖酸存在條件下DBP的降解規(guī)律，對于揭示腐殖質(zhì)對DBP吸附、降解、循環(huán)、生物累積性以及毒性轉(zhuǎn)化等內(nèi)在規(guī)律具有重要的理論意義。研究結(jié)果如下:
　　 1、在25℃，DBP初始濃度為4.00μg/ml的條件下，研究了腐殖酸對DBP的等溫吸附動力學(xué)特征，結(jié)果表明當(dāng)吸附時間大于24h時，吸附基本達(dá)到平衡;吸附動力學(xué)符合Elovich方程、雙常數(shù)方程和Lagergren二級動力學(xué)方程，其中Lagergr

5、en二級動力學(xué)方程是描述反應(yīng)動力學(xué)的最佳方程;內(nèi)擴(kuò)散模型表明該反應(yīng)可能是受到空隙擴(kuò)散和內(nèi)部擴(kuò)散共同控制。
　　 2、腐殖酸對鄰苯二甲酸二丁酯等溫吸附、解吸試驗(yàn)表明，DBP的吸附量隨DBP的平衡濃度的增加而增加，吸附劑與吸附質(zhì)之間的關(guān)系可由Langmuir方程表示。
　　 3、熱力學(xué)試驗(yàn)表明，溫度對吸附解吸有明顯影響，在35℃的條件下，DBP的吸附量和吸附率均比25℃時明顯要低;而35℃條件下的解吸率比25℃時明顯要高。吸

6、附過程的熱力學(xué)參數(shù)充分印證了該結(jié)論，表明腐殖酸對鄰苯二甲酸二丁酯的吸附機(jī)制是一個自發(fā)、放熱的反應(yīng)，由表面物理吸附與化學(xué)吸附共同控制，但主要是物理吸附為主。
　　 4、腐殖酸及其吸附不同濃度DBP反應(yīng)后形成的腐殖酸-DBP復(fù)合物的紅外光譜的主要吸收峰對應(yīng)的官能團(tuán)主要來自于腐殖酸分子中的各種羥基、羧基以及來自于腐殖酸、DBP分子中各種C=O、苯的衍生物、甲基、C-O等。而紅外光譜分析結(jié)果表明腐殖酸對DBP的吸附機(jī)理主要是腐殖酸分子與

7、DBP分子間發(fā)生的氫鍵相互作用。
　　 5、酸度對腐殖酸吸附DBP的影響顯示溶液中的吸附總量隨pH值的增加而減少。其機(jī)制主要是隨著堿性的增加，體系中將有更多的帶負(fù)電荷的鄰苯二甲酸根離子和腐殖酸，因而隨著堿性條件的增加，依靠靜電引力的表面物理吸附將減弱。
　　 6、通過研究紫外輻射波長對鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)降解試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在254nm短波紫外線照射下的降解率高于365nm長波紫外線線照射下的降解率;對照試驗(yàn)表明，在25